Restauración y rehabilitación Rehabilitación, mantenimiento y conservación de estructuras Juan Tejela Juez Daniel Navas Delgado Carlos Machín Hamalainen
1ª Edición: noviembre 2011 Juan Tejela Juez Daniel Navas Delgado Carlos Machín Hamalainen Fundación Laboral de la Construcción Tornapunta Ediciones, S.L.U. ESPAÑA Edita: Tornapunta Ediciones, S.L.U. Av. Alberto Alcocer, 46 B Pª 7 28016 Madrid Tél.: 900 11 21 21 www.fundacionlaboral.org ISBN: 978-84-15205-36-4 Depósito Legal: M-44773-2011
3 PRESENTACIÓN El patrimonio inmobiliario de nuestras ciudades ha estado durante mucho tiempo un tanto abandonado. Con las últimas iniciativas de las autoridades competentes, Inspección Técnica de Edificios (ITE), declaraciones de zonas de rehabilitación preferente y ayudas a subvenciones a la rehabilitación, promovidas por Organismos de Administración Local, comunidades autónomas, etc. está teniendo gran auge el mercado de la rehabilitación. Esto se manifiesta en muchas edificaciones de nuestros barrios, cubiertas con andamios necesarios para las rehabilitaciones de los edificios: las estructuras, las fachadas, las cubiertas, la puesta al día de las instalaciones, etc. Las estructuras de los edificios resultan esenciales en estos trabajos, ya que si presentan problemas y no se reparan se pueden producir deficiencias muy graves que incluso pueden provocar su ruina. Como siempre, se insiste en que a las estructuras, como a las fachadas y a las cubiertas, se les debe dedicar las labores de mantenimiento y conservación que merecen. La estructura se define como la distribución y el orden de las partes importantes de un edificio; otra acepción es: armadura, generalmente de acero u hormigón armado, que, fija al suelo, sirve de sustentación a un edificio. Otra definición más técnica dice que se trata de elementos o conjunto de ellos distribuidos y dispuestos interrelacionadamente que forman la parte resistente y sustentante de una construcción. Como se sabe, hay bastantes tipos de materiales que se emplean en estos sistemas constructivos dedicados a la estructura: fábricas de ladrillo, piedra, madera, hormigón y acero. Además, en muchos edificios se emplean varios tipos a la vez en lo que constituyen las denominadas estructuras mixtas. Asimismo, hay que tener en cuenta que estos sistemas constructivos pueden estar en una zona del edificio expuesta al exterior; es decir: son estructuras vistas que pueden sufrir lluvia, nieve, sol, el descuido de los usuarios, etc. y que exigen un mantenimiento y una conservación rigurosos para evitar graves problemas a los usuarios del edificio. Además, hay que considerar una parte esencial de los edificios: la cimentación. Se trata de un sistema constructivo inaccesible, en principio, en el que influyen mucho las condiciones del terreno, que pueden variar por las modificaciones de las condiciones de uso si se sobrecargan más de lo que estaba previsto en el momento del proyecto e incluso si en el terreno se producen humedades por distintas causas: aguas subterráneas, roturas de saneamiento, etc. Precisamente debido a su inaccesibilidad se debe hacer un seguimiento por si hay manifestaciones de posibles deficiencias o lesiones.
4 El objeto del Manual es conocer los tipos de materiales más utilizados en las estructuras, así como los problemas o deficiencias que se producen por distintas causas: el paso del tiempo, mala ejecución, grado de exposición o la actuación de los agentes externos, que producen deterioros o lesiones en algunas de sus partes o en los materiales que las componen. Sobre todo se trata de conocer y adquirir habilidades que permitan realizar las reparaciones adecuadas al trabajador del sector que se quiera especializar en la rehabilitación de edificios y, en este caso, de las estructuras. Se incide en las distintas técnicas de rehabilitación para reparar las deficiencias que pueden producirse en las estructuras y que puede reparar el especialista por sus propios medios: conocimientos, habilidades, técnicas aprendidas, etc. Asimismo, se aprende a distinguir otras lesiones denominadas de riesgo y que el especialista no puede reparar por sí mismo, sino que debe identificar y comunicar al técnico competente: arquitecto, arquitecto técnico, ingeniero de la edificación, etc., poniéndose a sus órdenes. Posteriormente sí podrá realizar su seguimiento, pues se halla capacitado para ello. El Manual consta de siete Unidades Didácticas. En la primera se tratan las patologías generales que pueden afectar a las estructuras, se estudia su detección y se analizan las deficiencias. En la Unidad 2 se ven las cimentaciones: tipos, problemas que se pueden producir, seguimiento y reparaciones. En la Unidad 3 se estudian las estructuras verticales y horizontales de madera: detección de las deficiencias y posibles reparaciones. De manera similar, en las Unidades 4 y 5 se ven las estructuras verticales y horizontales de acero y hormigón, respectivamente. En la Unidad 6 se estudia un grupo importante de estructuras que hay en muchos edificios: estructuras lineales de fábricas de ladrillo y de mampostería. Finalmente, la Unidad 7 trata los apeos, aspecto esencial al que hay que acudir cuando en los edificios se presentan problemas estructurales, como medidas de previsión de riesgos importantes o cuando se llevan a cabo obras de reparación en ellos. Para facilitar el aprendizaje de los contenidos teóricos y prácticos del Manual, se adjunta una gran cantidad de gráficos, esquemas y fotografías para su ilustración. El Manual está redactado de manera que el especialista en rehabilitación de estructuras puede estudiar los conocimientos básicos, sencillos, que le permitirán situarse en la especialidad de las estructuras, madera, acero laminado, hormigón y fábricas de ladrillo y mampostería, sin dejar de lado las cimentaciones y los apeos. Dichos conocimientos se pueden considerar una especie de guía o esquema de trabajo fundamental que le ayudará a detectar los problemas y a saber repararlos.
Al finalizar el curso el alumno será capaz de: Introducirse en el complejo mundo de la rehabilitación de estructuras de los edificios. 5 Aprender a identificar los distintos materiales que generalmente se emplean en las estructuras. Determinar la normativa vigente que afecta a las estructuras. Identificar y hacer un seguimiento de las distintas deficiencias que pueden afectar de manera general a las estructuras. Identificar las lesiones que pueden afectar a las cimentaciones y aprender las técnicas que se deben emplear en las reparaciones. Identificar las lesiones que pueden afectar a las estructuras verticales y horizontales de madera y aprender las técnicas que se han de emplear en sus reparaciones. Identificar las lesiones que pueden afectar a las estructuras verticales y horizontales de acero laminado y aprender las técnicas que se deben usar en sus reparaciones. Identificar las lesiones que pueden afectar a las estructuras verticales y horizontales de hormigón y aprender las técnicas que se han de emplear en sus reparaciones. Identificar las lesiones que pueden afectar a las estructuras lineales de ladrillo y de mampostería y aprender las técnicas que se deben utilizar en sus reparaciones. Aprender e identificar los distintos tipos de apeos que se pueden emplear en las intervenciones de los edificios o las técnicas adecuadas en condiciones de peligro para ellos. Determinar las operaciones de mantenimiento y conservación que se deben realizar en las estructuras.
ÍNDICE 1Patologías: detección y análisis de deficiencias. Intervenciones Pág. 10 Mapa conceptual... 12 1. Diagnóstico de las lesiones... 13 2. Lesiones estructurales y lesiones de riesgo... 17 3. Competencias profesionales en el tratamiento de... 26 las lesiones de riesgo 4. Intervenciones y reparaciones... 28 5. Código Técnico de la Edificación... 31 Resumen... 33 Terminología... 34 2Cimentaciones Pág. 36 Mapa conceptual... 38 1. Breve recorrido histórico de las cimentaciones... 40 2. Función de las cimentaciones. Tipos... 44 3. Lesiones y reparaciones de las cimentaciones... 58 4. Estudio geotécnico... 64 Casos prácticos... 72 Resumen... 76 Terminología... 77 3Estructuras de madera Pág. 80 Mapa conceptual... 82 1. La madera en la construcción... 84 2. Trabajos en madera... 88 3. Comportamiento de la madera. Tratamientos...102 4. Lesiones y reparaciones... 114 5. Recuperaciones...124 Caso práctico...130 Resumen...132 Terminología...134
4Estructuras metálicas Pág. 136 Mapa conceptual...138 1. Acero. Antecedentes...140 2. El acero empleado en la construcción... 149 3. Lesiones y reparaciones...162 Casos prácticos... 174 Resumen... 178 Terminología...179 5Estructuras de hormigón Pág. 182 Mapa conceptual...184 1. Qué es el hormigón?...186 2. Características del hormigón... 197 3. Lesiones y reparaciones...208 Caso práctico...230 Resumen...232 Terminología...233 6Estructuras de fábrica Pág. 236 Mapa conceptual... 238 1. Desarrollo evolutivo de las fábricas... 240 2. Adobe y tapial. Lesiones y reparaciones... 247 3. Muros de fábrica... 252 4. Lesiones y reparaciones... 265 Casos prácticos... 286 Resumen... 291 Terminología... 292
7Apeos Pág. 294 Mapa conceptual...296 1. Cuándo es necesario apear...297 2. Qué requisitos debe cumplir un apeo...299 3. Vocabulario...302 4. Tipos de apeo...305 5. Ejemplos de apeos de elementos constructivos...312 Resumen...323 Terminología...324 Bibliografía Pág. 326
Patologías: detección y análisis de deficiencias. Intervenciones 1 Mapa conceptual Como se ha visto en la Presentación del Manual, se trata de establecer y dominar las técnicas que se pueden llevar a cabo para reparar las distintas deficiencias y los problemas que afectan a los elementos estructurales y a los materiales que se relacionan con ellos y que se encuentran habitualmente en los edificios. Para ello es preciso conocer e identificar las lesiones o deficiencias que puede haber en las estructuras y que son objeto de estudio de este Manual. Asimismo, se estudia el concepto de diagnóstico, que es una competencia de los técnicos de la construcción porque su conocimiento facilita la comprensión de los problemas que se presentan en los edificios. También se trata la forma de actuar en las edificaciones cuando se producen las lesiones denominadas de riesgo, en las que deben intervenir los técnicos competentes, si bien pueden identificarlas otros profesionales. Además, se ven los conceptos de intervención, rehabilitación y reparación empleados cuando se interviene en los edificios para solucionar los problemas que se presentan en ellos. Contenido Mapa conceptual 1. Diagnóstico de las lesiones 2. Lesiones estructurales y lesiones de riesgo 3. Competencias profesionales en el tratamiento de las lesiones de riesgo 4. Intervenciones y reparaciones 5. Código Técnico de la Edificación Resumen Terminología
Ejemplo Al finalizar esta Unidad Didáctica, el alumno será capaz de: Introducirse en la especialidad de la patología estructural que se puede producir en los edificios. Identificar los tipos de lesiones estructurales que afectan a un edificio y sus posibles causas y aprender a repararlas. Distinguir las lesiones de riesgo que afectan a los edificios para comunicarlas a los técnicos competentes. Aprender a distinguir los tipos de intervenciones y reparaciones de las lesiones que se producen en los edificios. a b c Terminología
12 Mapa conceptual PATOLOGÍA: CONJUNTO DE LESIONES Lesiones estructurales Origen Causas Lesiones Errores de proyecto o de ejecución Obras próximas Aumento de las plantas en el edificio Cambios de uso Supresión de elementos estructurales Agentes químicos o biológicos Peso de los elementos constructivos Empujes Sobrecargas de uso Dilataciones y contracciones Humedad Viento Cargas reológicas Deformaciones: - Asentamientos - Desplomes - Flechas - Pandeos - Alabeos Roturas: - Fisuras - Grietas Diagnóstico Pasos que hay que seguir 1. Antecedentes 2. Información previa 3. Toma de datos 4. Resultado de la toma de datos 5. Análisis de datos 6. Conclusiones 7. Recomendaciones Reparación
1 DIAGNÓSTICO DE LAS LESIONES Las lesiones afectan a los edificios en todos sus distintos sistemas constructivos: estructuras, fachadas, cubiertas, divisiones interiores, acabados e instalaciones, pero en cada uno se presentan ciertas peculiaridades en razón de la zona del edificio de la que se trate. En función del tipo de lesión que se haya detectado hay que establecer las técnicas precisas que se llevarán a cabo para reparar las deficiencias y los problemas que afectan tanto a los materiales como a los sistemas constructivos que se emplean en ellos. Conviene insistir sobre el término patología, proveniente del mundo de la Medicina, que de forma intuitiva se entiende que está referido a los problemas que se producen en las edificaciones. Es la ciencia que estudia los problemas constructivos que aparecen en los edificios después de su ejecución. Esta definición se puede ampliar al estudio de las lesiones de un edificio o al conjunto de las lesiones de un edificio pero nunca una patología será una de las lesiones. Por otro lado, se entiende por lesión el daño o la forma de alteración característica que es síntoma o manifestación de un proceso de deterioro de un edificio o de una de sus partes. 13 Patologías: detección y análisis de deficiencias. Intervenciones Recuerda La experiencia dice que en la mayoría de las ocasiones las lesiones que afectan a los materiales o sistemas constructivos que conforman un edificio no son un hecho aislado; por el contrario, unas lesiones desencadenan otras o existen varias a la vez.
14 La mayoría de autores admite una clasificación clásica sobre las lesiones referidas que las divide en tres grandes grupos: físicas, mecánicas y químicas (figura 1): Figura 1. Clasificación general de las lesiones GRUPO DE LESIONES Físicas Mecánicas Químicas LESIÓN Humedades Suciedad Erosión física Deformaciones Roturas Desprendimientos Erosión mecánica Eflorescencias Oxidación superficial Corrosión Organismos Erosión química El estudio de las lesiones forma parte del denominado diagnóstico, que es el estudio de un edificio o de una parte que se realiza para identificar su realidad constructiva, junto con los procesos patológicos que haya sufrido, así como las lesiones consiguientes, sus causas y su evolución, además de evaluar su funcionalidad y sus valores históricos y artísticos, todo ello con vistas a intervenir en él para conservarlo (repararlo y rehabilitarlo), además de restaurar sus valores culturales (Fuente: Curso de Diagnóstico en rehabilitación de edificios. Structuralia ). El diagnóstico lo realizan los técnicos de grado universitario: arquitectos, arquitectos técnicos, ingenieros o ingenieros técnicos, ya que se precisan unos conocimientos para llevarlos a cabo. El diagnóstico tiene que ser global, debe alcanzar a todo el edificio en sus aspectos constructivos, históricos y ambientales. Según el informe AENOR, UNE 4 1805-3 IN Diagnóstico de edificios, el contenido del diagnóstico debe ser el siguiente: Antecedentes. Información previa. Descripción de los trabajos de toma de datos. Resultados de los trabajos de toma de datos. Análisis de los datos. Conclusiones. Recomendaciones.